DE1911876C - Steuerung an einem Flussigkeits filter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Steuerung an einem Flüssigkeitsfilter, insbesondere für leicht entzündliche Flüssigkeiten, mit einem vor einer Flüssigkeitspumpe angeordnetem Vorfilter und einem danach vorgesehenen Hauptfilter.

Es ist bereits ein auf Rädern bewegbares Flüssigkeitsfilter bekannt, das im wesentlichen aus einem vor der Pumpe angeordneten Vorfilter und einem danach vorgesehenen Hauptfilter besteht. Bei diesem bekannten Filtersystem wird die Pumpe über einen Elektro- oder Verbrennungsmotor angetrieben, wobei jedoch die Verwendung dieses Filtersystems für leicht entzündliche Flüssigkeiten auf Grund der möglichen Funkenbildung bzw. Wärmeentwicklung unzulässig ist und dieses Filtersystem daher auf die Verwendung bei nicht entzündlichen Flüssigkeiten beschränkt ist (deutsches Gebrauchsmuster 1 854 438).

Es ist zwar ebenfalls bekannt, den Druckabfall eines Mediums dazu zu verwenden, einen elektrischen Kontakt zu betätigen, so daß ζ. B. der Motorstrom für die Pumpe unterbrochen wird, jedoch ist es im vorliegenden Zusammenhang nicht bekannt, einen druckluftbelätigten Motor durch Druckunterschiede in einem Medium anzusteuern (deutsche Patentanmeldung H 12720).

Um eine Anzeige über den Zustand eines Filterelementes in einem Filter vorzusehen, ist ebenfalls bereits bekannt, hierfür den Differenzdruck zwischen Trübe und Filtrat zu verwenden. Eine Anzeige, die auf diesem Prinzip beruht, ist jei'jch unzuverlässig, da es ohne weiteres vorkemmen kann, daß aus irgendeinem Grund die zugeführte ] [enge der Trübe absinkt, damit die Durchströmmenge durch das Filter pro Zeiteinheit sehr viel geringer wird und der sich hierbei aufbauende Differenzdruck zwischen Trübe und Filtrat nicht ausreichend ist, um eine Anzeige zu liefern, obwohl das Filterelement bereits übermäßig und unzuverlässig verschmutzt ist (USA.-Patentschrift 2 843 077).

Die Anordnung eines Druckluftmotors in Verbindung mit einer Pumpe ist bereits in der USA.-Patentschrift 1 296 356 bzw. 1 928 885 beschrieben worden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Steuerung an einem Filter der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einem bestimmten Verschmutzungsgrad der Filterelemente automatisch seinen Betrieb einstellt, so daß vom Filter keine ungefilterte Flüssigkeit abgegeben werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemüß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Flüssigkeitspumpe in an sich bekannter Weise von einem Druckluftmotor angetrieben ist, dessen Druckluftversorgung über ein derart vom Druck des Filtrats abhängig steuerbares und federvorgespanntes Ventil führt, daß die Druckluftzufuhr zum Druckluftmotor bei Unterschreiten eines bestimmten Druckwertes des Filtrats unterbrochen wird.

Fs wird also hierbei nicht die Druckdifferenz zwischen Trübe und Filtrat zur Festlegung der Betriebsweise des Filters herangezogen, sondern der Druckunterschied zwischen dem Filtrat und einem festen konstanten Druckwert, der durch ein Fcdcrelcmcnt im Ventil vorgegeben wird. Dadurch wird also der Betrieb des Filters vom Druck der Trübe unabhängig.

I'inc sehr einfache konstruktive Ausgestaltung des Ventils besteht darin, daß das Ventil aus einem zylindrischen Teil und einem in diesem verschiebbar angeordneten Kolben hesteht, wobei das zylindrisch Teil zwei erste radial verlaufende und miteinande ausgerichtete Durchbrechungen zum Hindurchführei der Druckluft, und ein zweites Paar in gleicher Höh« angeordneter Durchbrechungen, in axialem Abstanc zu den ersten zwei Durchbrechungen, für das Filtra aufweist und der Kolben eine durchgehende radia verlaufende Bohrung aufweist, die in der einen Ar beitslage des Kolbens mit den zwei ersten radialer

ίο Durchbrechungen fluchtet, wobei eine unbehinderte Strömungsverbindung zwischen dem zweiten Durch brechungspaar besteht und der Kolben an dem von f;dervorgespannten Ende abliegenden Ende vorr Druck des Filtrats voll beaufschlagt ist.

Diese einfache und robuste Ausführung des Ventils ermöglicht die Steuerung der Druck!uftzufuhi zum Druckluftmotor in Abhängigkeit des Drucks des Filtrats.

Die Bezugsgröße für den Druck des Filtrats wird dadurch vorgesehen, daß der Kolben in Richtung seiner zweiten Arbeitslage federvorgespannt ist, se daß also der Druck des Filtrats immer etwas größer sein muß als der von der betreffenden Feder ausgeübte Druck, um das Filtersystem in Betrieb zu halten.

Eine Anzeige über den Zustand der Filterelemente im Filtersystem wird in sehr einfacher Weise dadurch erzielt, daß der Kolben in wenigstens einer Arbeitslage axial aus dem zylindrischen Teil herausragt und man also hierdurch den Verschmutzungsgrad der FiI-terelemente ablesen kann.

Um das Filter weitgehendst einsetzen zu können, ist weiter vorgesehen, daß das Filter in bekannter Weise auf einem Fahrgestell montiert ist.

Die erfindungsgemäße Steuerung an einem Flüssigkeitsfilter wird an einem Ausfiihrungsbeispiel nachstehend beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht des Filtersystems,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Filtersystem,

4" Fig. 3 eine Schnittdarstellung des Ventils, wobei die Luftdurchführungen um 90° aus ihrer Lage gedreht sind.

Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsnummern in den Zeichnungen und der Beschreibung versehen.

In F i g. I ist mit 1 allgemein ein transportabler Karren oder Handwagen bezeichnet und dieser weist auf den Boden aufsetzende Räder 2 und einen nach oben ragenden Rahmen 3 mit einem Handgriffabschnitt 4 auf. An den Rahmen 3 ist eine Filterkonstruktion montiert, die aus einem stromabwärts gelegenen Filterteil 5 und einem stromaufwärts angeordneten Filterteil 6 besteht. Die Filterteile 5, 6 können sehr verschiedene Formen aufweisen. In jedem der Teile 5. 6 ist ein Filterelement (nicht gezeigt) in einem Gehäuse angeordnet, und die Flüssigkeit, die in das Gehäuse eintritt, wird durch dieses Filterelement gedrückt und anschließend in herkömmlicher Weise aus dem Gehäuse ausgelassen.

Ein geeigneter Einlaßschlauch 7 (Fig. 2) wird an

^ßo eine Quelle einer zu filternden Flüssigkeit (nicht gezeigt) angeschlossen, um die Flüssigkeit zum Einlaß des Filterteiles 6 gelangen zu lassen. Danach wird das Filtrat, das das Teil 6 verläßt, mit Hilfe einer geeigneten Leitung, wie einem Sclilauchabschnitt8, zu einer Flüssigkeitspumpe 9 geleitet, wobei die Pumpe 9 die Flüssigkeit aus der Versorgung durch die Leitung 7, das Gehäuse 6 und dem darin befindlichen Filtermcdium und durch die Leitung 8 pumpt. Durch

die Pumpe 9 wird die zu filternde Flüssigkeit, wie mit Hilfe des Leistungs;ibsehnittcs 10, in das Filterteil 5 gelenkt. Nachdem die Flüssigkeit durch das Filterelement innerhalb des Teiles 5 hindurchgelangt ist, wird die dadurch gefilterte Flüssigkeit durch den Leitungsabschnitt Il in ein Gehäuse 12 des Ventils 13 geleitet. Aus dem Gehäuse 12 wird das Filtrat mit Hilfe des Schlauches oder der Leitung 14 zu einer geeigneten Verwendungsstelle hingeleitet.

Mit 15 ist ein Lufteinlaßschlauchanschluß bezeichnet, um Luft unter Druck einem Luftfilterelement (nicht gezeigt) in einem Luftfiltergehäuse 16 zuführen ,u können. Aus dem Gehäuse 16 wird die Luft durch cien Leitungsabschnitt 17 durch das Gehäuse 12 des Ventils 13 geleitet. Aus dem Gehäuse 12 wird diese i.uft dureh die Leitung 18 durch einen geeigneten I uftdruckregulator 19 und sodann durch den Lei-■ungsabschnitt 20 zu einem Druckluftmotor 21 ge- !eiikt. Mit 22 ist ein schalldämpfender Abluftstu'zen für den Motor 21 bezeichnet. Der Motor Ii ist über -ine geeignete flexible Antriebswellenverbindung 23 mit der Pumpe 9 verbunden. Eine geeignete Luftdruckmeßeinrichtung 24 steht strömungsmäßig mit dem Regulator 19 in Verbindung.

In F i g. 3 weist das Ventil 13 ein im wesentlichen y\ lindrisches längliches Ventilteil 25 auf, das im Inneren eine axiale Kammer 26 besitzt. In der Kammer 26 ist ein Kolben 27 verschiebbar und besitzt eine radiale Bohrung 27λ, und die gegenüberliegenden rindabschnitte sind kolbenartig in Gleitverbindung mit der inneren Wandfläche, die die Kammer 26 bildet. Das untere Ende der Kammer 26 ist durch einen Verschlußstopfen 28 verschlossen. Das gegenüberliegende Ende der Kammer 26 ist durch eine Abdekkung oder Federsicherungskappe 29 verschlossen, durch die eine Kolbcnverlängerung 30 hindurchragt. Die Verlängerung 30 hat einen oberen bzw. äußeren geriffelten Endabschnitt 31. Ein Abschnitt der Mantelfläche der Verlängerung 30 ist flach, wie mit 32 angezeigt ist, und eine Feststellschraube 29a in der Kappe 29 steht auf die ebene Fläche 32 auf. Eine Feder 33 umgibt die Verlängerung 30 und steht auf der inneren Flache der Kappe 29 und einer gegenüberliegenden Ringfläche des Kolbens 27 auf, und die Verlängerung 30 hat einen äußeren verminderten Durchmesser hinsichtlich des Durchmessers des Kolbens 27.

Die rad'ale Durchbrechung 17 steht strömungsmäßig mit der Kammer 26 in Verbindung, und zwar eben ausgerichtet mit einem entsprechenden Punkt der Verbindung mit der radialen Luftdurchführung 18. An seitlich ausgerichteten Stellen jenseits der Feder 33 von der Strömungsverbindungsstelle der Durchbrechungen 17, 18 mit der Kammer 26 stehen die Flüssigkcitsdurchführungen 11 und 14 mit der Kammer 26 in Strömungsverbindung. Es sei hier erwähnt, daß die Durchbrechungen bzw. Leitungen 11, 14 so angeordnet sind, daß sie Flüssigkeit auf die gesamte ebene Endfläche 27 Λ des Kolbens 27 aufgeben.

Die Verwendung und Funktionsweise der erfindungsgemäßen Steuerung sind wie folgt:

Der Handkarren 1 wird in eine geeignete Lage gefahren, und der Schlauch 7 wird an eine geeignete Quelle einer zu filternden Flüssigkeit angeschlossen. Das Fehlen elektrische» Elemente sichert die Anordnung beim Gebrauch in der Nähe von Brennstoffen, Flugzeugen u. dgl. Der Schlauch oder die Leitung 14 wird zu einer Verbrauchcrstelle oder einem Speicher für gefilterte Flüssigkeit geführt. Es sei erwähnt, daß in manchen Fällen der Schlaue'.) oder das Rohr 7 an einen Auslaß einer Maschine oder eines Speichertanks für Flüssigkeit angeschlossen werden kann und daß der Schlauch bzw. die Leitung 14 an einer anderen Stelle an die gleiche Maschine oder Behälter angeschlossen werden kann, wobei die Elemente der Anordnung nach der Erfindung ihre Aufgabe des Entfernens, Reinigens und Rückführens der Flüssigkeit von und zur Maschine oder Behälter erfüllen.

Ein großer Behälter la kann als Leitungsspeicherzone dienen, wenn das System nicht in Verbindung steht und kann als Sammelbecken dienen, wenn Filterelemente aus den Teilen 5, 6 entfernt werden. Ersatzfilterelemente können neben dem Behälter la an der Handkarre aufbewahrt werden.

Eine Quelle einer Druckluft'wird an den Anschluß 15 angeschlossen und der vo· Hand betätigbare Handgriffabschnitt 31 der Verlängerung 30 wird von Hand angehoben, um den Kolben in eine Lage zu bewegen, wie sie z. B. in Fig. 3 gezeigt ist, und um den Kolben in dieser Lage momentan zu halten. Auf diese Weise kann Luft aus dem Luftfilter 16, um den in der Mitte gelegenen Einschnitt 27a des Kolbens 27 und durch die Durchbrechung bzw. Leitung 18, den Regulator 19 und die Leitung 20 zum Druckluftmotor 21 gelangen, um diesen in Betrieb zu setzen.

Der Druckluftmotor 21 treibt über die Welle 23 die Pumpe 9 an, um die Flüssigkeit durch das Vorfilterteil 6 und die Leitung 8 zu drücken, so daß sie sodann unter Druck durch die Leitung 10 zum Filter 5 gelangt und die gefilterte Flüssigkeit durch die Durchbrechung 11, das Ventilgehäuse 12 und die Durchbrechung 14 zur gewünschten Verwendungsstelle abgegeben wird. Das Vorfilterteil 6 dient als Schutz für die Pumpe 9 gegen schädliche Teilchen, die den Betrieb der Pumpe 9 stören könnten. Das Filterteil 6 kann z. B. geeignete Magnetelemente enthalten, um Eisenteilchen aus der zu filternden Flüssigkeit vor der Übergabe der Flüssigkeit an die Pumpe 9 zu entfernen. Es sei hier angeführt, daß die Pumpe 9 ein Überdruckventil (nicht gezeigt) aufweisen kann, um die Pumpe 9 und das Filterelement im Filterteil 5 gegen einen zu hohen Druck zu schützen.

Ein solches Ventil kann z. B. auf die Größenordnung von 7000 p/cm² eingestellt werden.

Die gefilterte Flüssigkeit, die aus der Durchführung 11 die Kammer 26 im Ventil 13 betritt, <virkt ■auf die gesamte Endfläche 27 fr des Kolbens 27, um diesen gegen die Feder 33 und in die Lage, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, zu drücken, wodurch d?r Kolben in die eingestellte Lage zurückgefünrt wird und eine Strömungsverbindung zwischen der Durchbrechung bzw. Lufteinlaßleitung 17 und der Durdibrechung 18 auirechterlialten wird und dadurch die Luftübergabc unter Druck zum Motor 21 beibehalten wird und der Betrieb des Filters nach der vorliegenden Erfindung fortgeführt wird. Sollte eine Abnahme in der Versorgung der Flüssigkeit durch die Leitung 7 oder eine Stauung von Verunreinigungen an den Filterelementen in den Filtern 5 oder 6 auftreten, so nimmt der Druck der gefilterten Flüssigkeit, die von der Leitung 11 in die Kammer 26 übergeleitet wird, dementsprechend ab. Wenn der zuletzt genannte Druck unter einen Wert fällt, der ausreichend ist, der vorgegebenen Kraft der relativ leichten Feder 33 Widerstand zu leisten, so bewegt die Feder den Kolben 27 in einer Richtung weg von der Kappe 29

n\ (.leu Durchbrechungen 11, 14 hin, um den HmI-iibschnitt des Kolbens 27 mit vollrundem Umfang, im den die Feder 33 angreift, mit den Durchbrechungen 17, 18 auszurichten, so daß dadurch die Strömungsverbindimg zwischen diesen Leitungen unterbrochen wird und der. Betrieb des Druckluftmotors 21 und der Pumpe 9 angehalten wird. In dieser Lage sitz; der geriffelte litulEibsdinitt 31 der Verlängerung 30 auf der Kappe V) auf, der Filierbetrieb des Systems hört auf und die Abgabe von ungefilterter Flüssigkeit zur Leitung 14 wird ausgeschlossen.

Hierauf kann das Filterelement in den Filtern 5 oder 6 erneuert und der Abschnitt 31 von Hand angehoben werden, um din Kolben 27 in die in Fig. 3 gezeigte Lage zurückzuführen und um somit den FiI-terbetrieb wieder in Tätigkeit zu setzen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Steuerung an einem Flüssigkeitsfilter, insbesondere für leicht entzündliche Flüssigkeiten, ao mit einem vor einer Flüssigkeitspumpe angeordnetem Vorfilter und einem danach vorgesehenen Hauptfilter. dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitspumpe (9) in an sich bekannter Weise von einem Druckluftmotor (31) an- »5 getrieben ist. dessen Drucktuftversorgung über ein derart vom Druck des Filtrats abhängig steuerbares und federvorgespanntes Ventil (13) führt, daß die Druckluftzufuhr zum Druckluftmotor bei Unterschreiten eines bestimmten Druckwertes des Filtrats iintcrbmchcn wird.

2. Steuerung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (13) aus einem zylindrischen Teil (25) und einem in diesem verschiebbar angeordneten Kolben (27) besteht, wobei das zylindrische Teil (25) zwei erste radial verlaufende und miteinander ausgerichtete Durchbrechungen (17, 18) zum Hindurchführen der Druckluft und ein zweites Paar fluchtender Durchbrechungen (11, 14) in axialem Abstand zu den ersten zwei Durchbrechungen (17,18) für das Filtrat aufweist und der Kolben (27) eine durchgehende radial verlaufende Bohrung (27 o) aufweist, die in der einen Arbeitslage des Kolbens (27) mit den zwei ersten radialen Durchbrechungen (17, 18) fluchtet, so daß eine unbehinderte Strömungsverbindung zwischen dem ersten Durchbrechungspaar (17, 18) besteht und der Kolben (27) an dem vom federvorgespannten Unde abliegenden Ende vom Druck des Filtrats voll beaufschlagt ist.

3. Steuerung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (27) in Richtung seiner zweiten Arbeitslage federvorgespannt ist und in wenigstens einer Arbeitstage axial aus dem zylindrischen Teil (25) herausragt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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